光电检测第六章真空光电器件.ppt

光电检测第六章真空光电器件
第1页，共115页，2022年，5月20日，17点43分，星期一
光电阴极
第
六
章
真
空
光
电
器
件
真空光电器件是基于外光电效应的光电探测器, 包括光电管和光电倍增管两。
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第14页，共115页，2022年，5月20日，17点43分，星期一
透射型阴极
光电阴极
第
六
章
真
空
光
电
器
件
透射型阴极通常
制作在透明介质上，
光线通过透明介质照
射在阴极上，光电子
则从光电阴极的另一
面发射出来。如图所示。
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常用光电阴极材料
光电阴极
第
六
章
真
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光
电
器
件
1．Ag-O-Cs材料
2．单碱锑化物
3．多碱锑化物
4．负电子亲合势光电阴极
5．紫外光电阴极
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常用 光电阴极材料的特性参数
光电阴极
第
六
章
真
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光
电
器
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Ag-O-Cs材料
光电阴极
第
六
章
真
空
光
电
器
件
Ag-O-Cs材料是最早使用的
高效光电阴极材料。与其他材
料的光电阴极相比,Ag-O-Cs阴
极在可见光区域的灵敏度较低,
但在近红外区的长波端灵敏度较高,因而Ag-O-Cs光电阴极主要应用于近红外探测。
Ag-O-Cs阴极的光谱范围为300~1200nm，量子效率不高，~1%。
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单碱锑化物
光电阴极
第
六
章
真
空
光
电
器
件
金属锑与碱金属,如
锂、钠、钾、铷、铯中的
一种化合,都能形成具有稳
定光电发射的发射体。其
中,以CsSb（锑铯）阴极
最为常用,在紫外和可见光
区的灵敏度最高。
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光电阴极
第
六
章
真
空
光
电
器
件
由于CsSb光电阴极的电阻相对于多碱锑化物光电阴极的电阻较低,适合于测量较强的入射光，阴极可以通过较大的电流。
,,光电发射阈值约为2eV。
锑铯阴极的峰值量子效率较高，比银氧铯光电阴极高30多倍，一般可达20~30%。
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多碱锑化物
光电阴极
第
六
章
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光
电
器
件
这是指锑Sb和几种碱金属形成的化合物，包括双碱锑材料Sb-Na-K、Sb-K-Cs和三碱锑材料Sb-Na-K-Cs等，其中Sb-Na-K-Cs(Na2KSb)是最实用的一种光电阴极材料，~。具有高灵敏度和宽光谱响应，不仅有较高的蓝光响应，还会延伸到近红外区，适用于宽带光谱测量仪。
这种光电阴极材料的使用温度不应超过60℃.
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负电子亲合势光电阴极
光电阴极
第
六
章
真
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光
电
器
件
电子亲和势指的是半导体导带底部到真空能级间的能量值，电子亲和势越小，就越容易逸出。如果电子亲和势为零或负值，则意味着电子处于随时可以脱离的状态，用电子亲和势为负值的材料制作的光电阴极，由光子激发出的电子只要能扩散到表面就能逸出，因此灵敏度极高。最常用的负电子亲合势材料是GaAs(Cs)和InGaAs(Cs)。
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光电阴极
第
六
章
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器
件
负电子亲合势材料制作的光电阴极与前述的正电子亲合势光电阴极相比,具有以下4个方面的特点。
1)量子效率高
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2)光谱响应延伸到红外,光谱响应率均匀
3)热电子发射小
4)光电子的能量集中
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量子效率高
光电阴极
第
六
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真
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负电子亲合势阴极因其无表面势垒,所以受激电子跃迁到导带并迁移到表面后,可以较容易地逸出表面。
实用的负电子亲合势光电阴极材料有GaAs, InCaAs, GaAsP等，其光谱响应曲线如图所示。它们的量子效率比Ag-O-Cs材料要高10~100倍,而且在很